高中生物 5_4 能量之源——光与光合作用（第2课时）课件 新人教版必修1

第4节 能量之源光与光合作用,一、光合作用的概念,H20,CO2,O2,糖类(CH20) 等有机物,是能源 物质,光,叶 绿 体,不足：没有考虑到空气对光合作用的影响。,五年后,柳树增重74.47kg 土壤减少0.06kg,植物增重主要来自水分,二、光合作用的探究历程,1、17世纪40年代，赫尔蒙特(荷兰),2、1771年，英国的科学家普利斯特利实验,一段时间后,一段时间后,2、1771年，英国的科学家普利斯特利实验,结论：绿色植物可以更新空气,3、1779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物 更新空气的实验,1、只有在光下植物才能更新空气,2、植物体只有绿叶才能更新空气,结论：,直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确：在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳,分析：,结论：,A 装置内存在 CO2 B 装置中没有CO2存在,CO2是光合作用的原料之一,二、光合作用的探究历程,4、1845年，德国科学家梅耶,据能量转化与守恒定律明确指出： 植物进行光合作用时，将光能转化成化学能储存起来。,5、1864年，德国植物学家萨克斯实验,天竺葵,一半曝光，一半遮光,5、1864年，德国植物学家萨克斯实验,一半曝光，一半遮光,在暗处放置几小的叶片,碘蒸气,6、1939年 ，美国科学家鲁宾和卡门：同位素标记法,什么是同位素、同位素标记法？ 具有相同质子数、不同中子数的原子，互称同位素。由于核的不稳定性，同位素往往具有放射性。,释疑解惑,6、1939年 ，美国科学家鲁宾和卡门：同位素标记法,7、20世纪40年代,美国科学家卡尔文,碳的同位素 14C,CO2,14CO2,有机物,卡尔文循环：,二氧化碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,三、光合作用的过程,1.反应式,CO2+H2O,（CH2O）+O2,光能,叶绿体,三、光合作用的过程,2.过程,色素分子,可见光,吸收,三、光合作用的过程,2.过程,色素分子,可见光,2H2O,O2,H,吸收,光解,三、光合作用的过程,2.过程,色素分子,可见光,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,H,酶,吸收,光解,三、光合作用的过程,2.过程,色素分子,可见光,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,H,酶,吸收,光解,光反应,三、光合作用的过程,2.过程,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,H,多种酶,酶,CO2,吸收,光解,固定,光反应,三、光合作用的过程,2.过程,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,H,多种酶,酶,CO2,吸收,光解,能量,固定,还原,(CH2O),光反应,三、光合作用的过程,2.过程,色素分子,可见光,C5,2C3,ADP+Pi,ATP,2H2O,O2,H,多种酶,酶,CO2,吸收,光解,能量,固定,还原,(CH2O),光反应,暗反应,三、光合作用的过程,2.过程,例1：将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的 CO2条件下。如果将环境中CO2含量突然降至极 低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物 和ATP含量的变化情况依次是（ ）,A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升 D. 上升；下降；下降,C,3.当条件改变时，C3、C5、ATP、H含量变化,条件,停止光照 CO2供应 不变,突然光照 CO2供应 不变,光照不变 停止CO2 供应,光照不变 CO2大量 供应,C3,C5,ATP和 H,增加,减少,减少,减少,增加,增加,减少,增加,增加,增加,减少,减少,3.当条件改变时，C3、C5、ATP、H含量变化,4.光合作用中元素的转移,H的转移：,H2O H (CH2O ),C的转移：,CO2 C3 （CH2O）,CO2中的O和H2O中的O的转移：,CO2 C3 （CH2O）,H2O O2,5.光反应阶段与暗反应阶段的比较,光反应阶段,暗反应阶段,1.场所,2.速度,3.条件,4.原料,基粒（囊状结构的薄膜上）,叶绿体基质中,快速,较缓慢,需光，色素和酶,不需光和色素，需多种酶,H2O,ADP Pi,CO2,H,ATP,C5,项目,项目,光反应阶段,暗反应阶段,5. 物质 变化,6. 能量 变化,7.产物,H2O 的光解：,2H2O,光能,4H + O2,ATP的生成：,ADP+Pi能量,酶,ATP,CO2 C5,2C3,CO2还原即C3还原：,2C3+ H,CO2 的固定：,(CH2O)+ C5,光能,活跃的化学能(ATP),ATP（活跃的化学能）,(CH2O),（稳定的化学能）,ATP、H、O2,C5、(CH2O)、ADP、Pi等,酶,酶,ATP,1.光合作用强度,是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的 数量。,2.光合速率,单位时间、单位面积的叶生产的有机物的量。,单位时间、单位面积的叶释放的氧气的量。,单位时间、单位面积的叶吸收的二氧化碳的量。,四、光合作用原理的应用,基本概念,例如：控制光照的强弱和温度的高低，适当增加作物环境中二氧化碳的浓度，等等。,1.光合作用强度,2.光合速率,四、光合作用原理的应用,基本概念,3. 真正光合速率和净光合速率,真 正 光 合 速 率,光照强度,不考虑呼吸作用,0,净 光 合 速 率,光照强度,考虑呼吸作用,0,真正光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率,A,B, 内部因素对光合作用的影响,植物种类不同，同一植物在不同的生长发育阶段、 同一植物不同部位的叶片、同一叶片的不同生长发育 期等，其光合速率都不尽相同。,叶 面 积 光 合 速 率,调查开始后的天数,叶面积,一片叶,光合速率, 内部因素对光合作用的影响,植物种类不同，同一植物在不同的生长发育阶段、 同一植物不同部位的叶片、同一叶片的不同生长发育 期等，其光合速率都不尽相同。,一片地,o,2,4,6,8,叶面积指数,物 质 量,呼吸量,实际光合作用量,净光合作用量,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,A、B、C三点分别代表什么生物学意义？,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,A、B、C三点分别代表什么生物学意义？,A：（光强为0时）呼吸作用速率,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,A、B、C三点分别代表什么生物学意义？,A：（光强为0时）呼吸作用速率,B：呼吸作用速率与光合作用速率相等（光补偿点）,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,A、B、C三点分别代表什么生物学意义？,A：（光强为0时）呼吸作用速率,B：呼吸作用速率与光合作用速率相等（光补偿点）,C：光合作用最强所需的最低光照强度（光饱和点）,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,红线代表阳生植物，绘出阴生植物的相应曲线图。,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,红线代表阳生植物，绘出阴生植物的相应曲线图。,阳生植物的光补偿点和光饱和点比阴生植物高,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,当CO2浓度适当升高时，B、C两点应怎样移动？,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,当CO2浓度适当升高时，B、C两点应怎样移动？,高CO2浓度,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,当CO2浓度适当升高时，B、C两点应怎样移动？,高CO2浓度,B：向左移动,C：向右移动,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,当CO2浓度适当升高时，B、C两点应怎样移动？,高CO2浓度,B：向左移动,当CO2浓度适当降低时,B、C两点应怎样移动？,C：向右移动,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,当CO2浓度适当升高时，B、C两点应怎样移动？,B：向左移动,当CO2浓度适当降低时,B、C两点应怎样移动？,低CO2浓度,C：向右移动,光照强度对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,光照强度,A,B,C,当CO2浓度适当升高时，B、C两点应怎样移动？,B：向左移动,C：向右移动,当CO2浓度适当降低时,B、C两点应怎样移动？,低CO2浓度,B：向右移动,C：向左移动,二氧化碳对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,CO2的浓度,氧 气 释 放 速 率,CO2的浓度,A,B,C,二氧化碳对光合作用的影响,氧 气 释 放 速 率,CO2的浓度,A,B,C,CO2饱和点,二氧化碳对光合作用的影响,不同光强下，CO2浓度对光合速率影响,二氧化碳对光合作用的影响,不同光强下，CO2浓度对光合速率影响,二氧化碳对光合作用的影响,可采取哪些措施提高某植物的CO2饱和点？,不同光强下，CO2浓度对光合速率影响,二氧化碳对光合作用的影响,可采取哪些措施提高某植物的CO2饱和点？,适当提高光照强度和温度等。, 温度对光合作用的影响,1、温度直接影响酶的活性,2、温度过高影响气孔开放，影响二氧化碳的供应，进而影响暗反应，从而影响光合速率,应用:适时播种； 温室栽培农作物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。,(六)N、P、K等必需元素,应用：合理施肥,（七）水,应用：预防干旱，合理灌溉,（八）环境因素对光合作用强度的影响,1、实验原理,（八）环境因素对光合作用强度的影响,1、实验原理,2、实验流程,（八）环境因素对光合作用强度的影响,1、实验原理,2、实验流程,打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径=1cm),抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体,小圆形叶片沉水底：将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底,（八）环境因素对光合作用强度的影响,1、实验原理,2、实验流程,（八）环境因素对光合作用强度的影响,项目,烧杯,1、实验原理,2、实验流程,3、实验结论,（八）环境因素对光合作用强度的影响,项目,烧杯,在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。,五、化能合成作用,1、概念,自养生物：,异养生物：,利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量 来制造有机物，这种合成作用叫做化能合成作用。,共同点,反应过程,能量来源,代表生物,化能合成作用,光合作用,2、光合作用与化能合成作用的比较,无机物氧化所放出来的化学能,光能,硝化细菌等,绿色植物,CO2+H2O （CH2O）+O2,光能 叶绿体,将无机物（CO2和H2O）转变为自身储存能量的有机物,六、 光合作用与呼吸作用的计算,光合作用、呼吸作用的速率一般为一段时间内 CO2 、O2和葡萄糖的变化量计算。,六、 光合作用与呼吸作用的计算,光合作用、呼吸作用的速率一般为一段时间内 CO2 、O2和葡萄糖的变化量计算。,光合作用实际产O2量,实测O2释放量呼吸作用耗O2量,六、 光合作用与呼吸作用的计算,光合作用、呼吸作用的速率一般为一段时间内 CO2 、O2和葡萄糖的变化量计算。,光合作用实际产O2量,实测O2释放量呼吸作用耗O2量,光合作用实际CO2消耗量,实测CO2消耗量呼吸作用CO2释放量,六、 光合作用与呼吸作用的计算,光合作用、呼吸作用的速率一般为一段时间内 CO2 、O2和葡萄糖的变化量计算。,光合作用实际产O2量,实测O2释放量呼吸作用耗O2量,光合作用实际CO2消耗量,实测CO2消耗量呼吸作用CO2释放量,光合作用C6H12O6净生产量,光合作用实际C6H12O6生产量 呼吸作用C6H12O6消耗量,六、 光合作用与呼吸作用的计算,例：下图是在一定的CO2浓度和温度下， 某阳生植物CO2的吸收量和光照强度的关 系曲线，据图回答：,5,10,15,20,25,30,35,5,10,20,15,光照强度（Klx）,25,CO2吸收量 mg / dm2h,b,c,d,-5,该植物的呼吸速率为每小时释放CO2 _ mg/dm2。,5,10,15,20,25,30,35,5,10,20,15,光照强度（Klx）,25,CO2吸收量 mg / dm2h,b,c,d,b点表示 。,-5,5,光合作用与呼吸作用速率相等,若该植物叶面积为10dm2，在光照强度 为25